极低功耗霍尔开关制造技术

本发明专利技术涉及一种极低功耗霍尔开关，在霍尔开关进入休眠状态时，用低频振荡器和计时器进行计时，产生信号，在休眠状态下切断霍尔传感器、斩波放大器、迟滞控制电路、锁存器和高频振荡器的电流。该低频振荡器有静态电流小，周期长的特点。当计时到某规定时间后，信号改变状态，使霍尔开关进入工作状态。当锁存器锁住迟滞控制电路的输出后，时序控制输出信号使计时器重新开始计时，霍尔开关进入休眠状态。休眠状态下的消耗电流直接决定着霍尔开关平均消耗电流的大小。在霍尔开关休眠状态下只有低频振荡器中有静态电流，且该电流小到纳安级别，因此与现有技术相比，本发明专利技术大大减小了霍尔开关的平均电流，功耗可降到现有低功耗霍尔开关的十分之一以下。

Extremely low power Holzer switch

The invention relates to a very low power switch in Holzer, Holzer switches into the dormant state, with low frequency oscillator and a timer for timing, signal generation, cut off the Holzer sensor, chopper amplifier, hysteresis control circuit, a latch and a high frequency oscillator current in a dormant state. The low frequency oscillator has the characteristics of small static current and long period. When a specified time is timed, the signal changes the state, making the Holzer switch into the working state. When the latch lock the output of the hysteresis control circuit, the timing control output signal restarts the timer, and the Holzer switch enters the dormant state. The consumption current in the dormant state directly determines the average consumption current of the Holzer switch. The Holzer switch has static current only low frequency oscillator in a dormant state, and the current small to nanoampere level, compared with the prior art, the invention greatly reduces the average current Holzer switch, power consumption can be reduced to the existing low power Holzer switch 1/10.

【技术实现步骤摘要】
极低功耗霍尔开关
本专利技术涉及电学领域，尤其涉及霍尔开关领域，具体是指一种极低功耗霍尔开关。
技术介绍
此类霍尔开关通过低工作电压，并通过内部定时的工作方式降低平均工作电流的原理来降低平均功耗。参照图1，对现有低功耗霍尔开关的实现方式进行说明。霍尔开关内部带有一定时开关208，以高频振荡器207的上升沿触发计时，产生一固定占空比的201信号。具体地说，设置201信号的周期时间为Tonoff，高电平时间占据Ton，低电平时间占据Toff。在Ton时间内，霍尔开关处于工作状态，霍尔传感器202将所施加的磁场信号成比例地转换成霍尔电压信号，再经过斩波放大器203放大霍尔电压信号并消除由于温度、工艺、机械应力等造成的失调，最后在迟滞控制电路204中，将放大后的霍尔电压信号传入消失调后的迟滞比较器，与设定的阈值电压进行迟滞比较，决定输出开关是否改变状态，并将输出用锁存器206锁住，使霍尔开关的输出在休眠状态下可以保持原状态。在Toff时间内，霍尔开关处于休眠状态，201信号为低电平切断了包括霍尔传感器202、斩波放大器203、迟滞控制电路204中的电流通路，时序控制205所有输出置零，锁存器206保持前输出状态，霍尔开关内仅有高频振荡器207和计时器208正常工作。如图2所示，时序控制205只在Ton时间内正常工作，在Toff时间内处于休眠状态。高频振荡器207和定时开关208在整个Tonoff周期中都是正常工作的。一般Ton设置时间为纳秒级别，Toff为毫秒级别。因此，想要得到较低的平均功耗，关键在于降低休眠时期的休眠电流Ioff，在休眠时间内产生静态电流的地方是高频振荡器207。现有低功耗霍尔开关平均电流约在2uA左右，其中高频振荡器的静态电流就在1uA以上。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种功耗更低、克服休眠状态下高频振荡器还需继续工作而造成霍尔开关功耗居高不下的问题的极低功耗霍尔开关。为了实现上述的目的，本专利技术的极低功耗霍尔开关具体如下：该极低功耗霍尔开关，包括休眠状态和工作状态，且该霍尔开关包括高频振荡器和时序控制，且该霍尔开关的工作状态下，由所述的高频振荡器和时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号，其主要特点是，休眠状态下，由一计时器为该霍尔开关提供规定时间的休眠信号，计时到规定时间后该霍尔开关结束休眠状态，且由一低频振荡器为该计时器提供低频时钟信号。较佳地，所述的计时器由低频振荡器的输出触发。较佳地，所述的工作状态下，所述的计时器处于休眠状态。较佳地，所述的低频振荡器的静态工作电流为纳安级别。较佳地，所述的低频振荡器仅在霍尔开关的休眠状态下正常工作。较佳地，所述的低频振荡器在霍尔开关的工作状态下和休眠状态下均正常工作。较佳地，所述的高频振荡器为时序控制提供高频时钟信号，所述的时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号。采用该极低功耗霍尔开关，在休眠状态下仅有低频振荡器产生静态电流，而低频振荡器的静态电流可做到纳安级别，因此与现有技术相比，本专利技术的极低功耗霍尔开关大大减小了霍尔开关的平均电流，功耗甚至可降到现有低功耗霍尔开关的十分之一及以下。附图说明图1为现有的低功耗霍尔开关的实现方式示意图。图2为现有低功耗霍尔开关的工作波形图。图3为本专利技术的极低功耗霍尔开关的实现方式示意图。图4为本专利技术的极低功耗霍尔开关的工作波形图。附图标记201输出202霍尔传感器203斩波放大器204迟滞控制电路205时序控制206锁存器207高频振荡器208定时开关301输出302霍尔传感器303斩波放大器304迟滞控制电路305时序控制306锁存器307高频振荡器308低频振荡器309计时器具体实施方式为了能够更清楚地理解本实用
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明。该极低功耗霍尔开关，包括休眠状态和工作状态，且该霍尔开关包括高频振荡器和时序控制，且该霍尔开关的工作状态下，由所述的高频振荡器和时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号，且在休眠状态下，由一计时器为该霍尔开关提供规定时间的休眠信号，计时到规定时间后该霍尔开关结束休眠状态，且由一低频振荡器为该计时器提供低频时钟信号。在一种较佳的实施方式中，所述的计时器由低频振荡器的输出触发。在一种较佳的实施方式中，所述的工作状态下，所述的计时器处于休眠状态。在一种较佳的实施方式中，所述的低频振荡器的静态工作电流为纳安级别。在一种较佳的实施方式中，所述的低频振荡器仅在霍尔开关的休眠状态下正常工作。在一种较佳的实施方式中，所述的低频振荡器在霍尔开关的工作状态下和休眠状态下均正常工作。在一种较佳的实施方式中，所述的高频振荡器为时序控制提供高频时钟信号，所述的时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号。请参阅图3，在一种具体实施例中，该霍尔开关包括霍尔传感器302、斩波放大器303、迟滞控制电路304、锁存器306、时序控制305，计时器309、高频振荡器307和低频振荡器308。其中，霍尔传感器302用于将所施加的磁场信号成比例地转换成霍尔电压信号；斩波放大器303用于消除霍尔电压信号的失调电压并将消失调后的霍尔电压信号进行放大；迟滞控制电路304用于将放大后的霍尔电压信号传入消失调后的迟滞比较器，并与设定的阈值电压进行迟滞比较；锁存器306用于将迟滞比较电路的输出结果锁住，使霍尔开关的输出在休眠时间内被锁定在其先前的状态下；时序控制305用于为霍尔传感器302、斩波放大器303、迟滞控制电路304和锁存器306提供所需的各项时序信号；计时器309用于为霍尔开关提供规定时间的休眠信号；高频振荡器307用于为时序控制305提供高频时钟信号；低频振荡器308用于为计时器309提供低频时钟信号。在霍尔开关工作状态下，计时器309处于休眠状态，输出301信号为高，霍尔传感器302、斩波放大器303、迟滞控制电路304、锁存器306、时序控制305和高频振荡器307正常工作，霍尔传感器302感应霍尔电压；斩波放大器303对霍尔电压进行消失调和放大；将处理结果输入到迟滞控制电路304进行比较。迟滞控制电路304处理完毕后，锁存器306会将其输出结果锁住。当锁存器306将迟滞控制电路304的输出锁住后，给计时器309开始计时的信号，使输出301信号改变为低，切断包括霍尔传感器302、斩波放大器303、迟滞控制电路304中的电流通路，时序控制305所有输出置零，锁存器306保持前输出状态，霍尔开关内只有低频振荡器308和计时器309在正常工作。计时器309以低频振荡器308输出信号的上升沿作触发，当计时到规定值后，输出301信号改变为高，结束计时，计时器进入休眠状态，霍尔开关结束休眠状态，进入正常工作状态。如图4所示，设霍尔开关一个周期时间为Tonoff，工作状态时间为Ton，休眠状态时间为Toff。Ton时间由霍尔开关处理磁场信号所需时间决定，Toff时间由低频振荡器输出信号的周期和计时器内部逻辑决定。在一个Tonoff周期内，霍尔开关在休眠状态和工作状态间切换，即计时器和时序控制交替工作，计时器负责控制霍尔开关的休眠时间，时序控制负责霍尔开关的正常工作所需的各项时序信号及为计时器提供开始工作信号。在Toff时期，只有低频振荡器产生静态电流，由于输出是低频信号，可将静态电流设置到纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极低功耗霍尔开关，包括休眠状态和工作状态，且该霍尔开关包括高频振荡器和时序控制，且该霍尔开关的工作状态下，由所述的高频振荡器和时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号，其特征在于，休眠状态下，由一计时器为该霍尔开关提供规定时间的休眠信号，计时到规定时间后该霍尔开关结束休眠状态，且由一低频振荡器为该计时器提供低频时钟信号。

【技术特征摘要】
1.一种极低功耗霍尔开关，包括休眠状态和工作状态，且该霍尔开关包括高频振荡器和时序控制，且该霍尔开关的工作状态下，由所述的高频振荡器和时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号，其特征在于，休眠状态下，由一计时器为该霍尔开关提供规定时间的休眠信号，计时到规定时间后该霍尔开关结束休眠状态，且由一低频振荡器为该计时器提供低频时钟信号。2.根据权利要求1所述的极低功耗霍尔开关，其特征在于，所述的计时器由低频振荡器的输出触发。3.根据权利要求1所述的极低功耗霍尔开关，其特征在于，所述的工作状态下...

【专利技术属性】
技术研发人员：田剑彪，俞明华，王丹平，
申请(专利权)人：绍兴光大芯业微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33